1. Введение
Для оценки экологических рисков в природно-технических геосистемах сопредельных территорий необходимо рассматривать возможные неблагоприятные последствия совокупного влияния антропогенных процессов на основные природообразующие компоненты – атмосферы, гидросферы, литосферы. В этом случае, рассматривая природно-территориальные комплексы Якутии в фокусе возможного интегрированного экологического риска, обозначим составляющие антропогенные риски со стороны сопредельных территорий:
1. Чукосткий автономный округ – P1 (A, G, L);
2. Магаданская область – P2 (A, G, L);
3. Амурская область – P3 (A, G, L);
4. Хабаровский край – P4 (A, G, L);
5. Забайкальский край – P5 (A, G, L);
6. Иркутская область – P6 (A, G, L);
7. Красноярский край – P7 (A, G, L).
2. Основные результаты
Опираясь на математический аппарат теории вероятностей, суммарный экологический риск природно-территориальных комплексов Якутии, как вероятность накопления критической массы антропогенных изменений, снижающих экологическую емкость в пределах (или за пределами) допустимых значений компонентов экотопа, характеризует полную группу равновозможных неблагоприятных событий в биосфере региона [7], [11]. Считая, что такие события формируются антропогенными потоками по трем направлениям техногенных воздействий на компоненты – A, G, L, интегрированный показатель регионального экологического риска ПТК Якутии в масштабе конкретных сопредельных территорий может быть представлен функционалом:
[LATEX_FORMULA]P_Я=\phi\left[\sum_{i=1}^7 p_i(A, G, L)\right][/LATEX_FORMULA]
Интегрированное структурирование антропогенных процессов по компонентам экотопа (A, G, L) реализуется в масштабах биосферы всех (включая Якутию) взаимосвязанных сопредельных территорий B (Fl, Fn, Hs) [1], [8], [10]. С позиции алгебраической логики имеем экологически связанную импликацию:
[LATEX_FORMULA]\phi_I\left[\sum_{i=1}^8 p_i(A, G, l)\right] \supset \phi_{I I}[B(F l, F n, H s)][/LATEX_FORMULA]
Импликация (implication), как логическое следование, в общем случае экологически взаимосвязанных сопредельных территорий отражает причинно-следственную связь между функционалами I и II.
Вероятность антропогенных состояний и связанных с ними экологических (и социоприродных) рисков зависит от времени развития негативных процессов, т.е.:
[LATEX_FORMULA]P_i[A(t), G(t), L(t)] \supset P_{\Sigma}(t) \supset P[B(t)][/LATEX_FORMULA]
На рис. 1 схематично представлено интегрированное структурирование антропогенно-трансформированных ареалов сопредельных территорий ПТК Якутии по векторным направлениям техногенных потоков.
Антропогенная трансформация биосферы Якутии рассматривается как зависимое от количественных и качественных характеристик ареалов, обусловленных техногенным влиянием на компоненты окружающей среды A, G, L. Поэтому вероятность, как количественная мера риска, может быть определена в качестве условной вероятности:
[LATEX_FORMULA]\left.\begin{array}{rl} & p_{\text {я }}\left[P_{B_(t)} /_{P_i(t)}\right], \\ & P_B(t)=\operatorname{Bep} \cdot\left(B<\Delta B_i\right) \\ \text { где, } & P_i(t)=\operatorname{Bep} \cdot\left(T<\Delta T_i\right) \end{array}\right\}[/LATEX_FORMULA]
Взаимосвязь антропогенных ареалов сопредельных территорий природно-территориального комплекса Якутии
[LATEX_FORMULA]\Delta B_i[/LATEX_FORMULA] – допустимый уровень трансформации биосферы (или ее отдельных популяций), определяющий величину экологического риска по биосфере региона (Pв(t);
[LATEX_FORMULA]\Delta T_i[/LATEX_FORMULA] – допустимый уровень техногенного фактора, измеряемый в единицах физических и биохимических величин, и определяющий антропогенный риск.
Учитывая многосвязность и взаимообусловленность антропогенных процессов сопредельных территорий, количественная оценка вероятности нарушения устойчивого экологического баланса любой из таких территорий в результате трансформации компонентов жизненной среды обитания (экотопа и биоценоза) может быть осуществлена на основе теоремы гипотез (по формуле Бейеса):
[LATEX_FORMULA]P\left(P_i{ }_{P_B}\right)=\frac{p_i(t) \cdot p\left[{ }^{P_B} /{ }_{P_i}\right] t}{\sum_{i=1}^n p_i(t) \cdot p\left[\left(P_B /{ }_{P_i}\right)\right]t}[/LATEX_FORMULA]
Используя теорему гипотез для конкретных расчетно-аналитических моделей количество сопредельных территорий (n) может составлять от 1 до 7, исходя из задачи исследования конкретных влияющих техногенных потоков сопредельных территорий Якутии.
В реальной ситуации, когда требуется оценивать долговременное влияние антропогенных процессов в границах сопредельных территорий, целесообразно использовать аппарат теорий случайных функций. Это связано с тем, что антропогенные процессы, обусловленные техногенными потоками (воздействиями), строго говоря, не могут быть сведены лишь к изучению отдельных (случайных) явлений – например, экологически экстремальных ситуаций, обусловленных авариями, чрезвычайными одномоментными событиями, катастрофами и т.д. поэтому на практике приходится иметь дело с устойчивыми антропогенными величинами (техногенными нагрузками и воздействиями) непрерывно изменяющимися в процессе промышленного освоения территории.
Такие изменяющиеся величины, как например, биогеохимические, электромагнитные, тепловые, радиационные, акустические и др., аппромиксируются случайными функциями на статистико-вероятностном множестве оценок. При этом случайные функции по конкретным антропогенным процессам, протекающим во времени со стороны сопредельных территорий, характеризуют мощность техногенного влияния (T) в функции определяющих техногенную нагрузку величин (температура, концентрацию вредных веществ в атмосфере, почве, воде; площадь антропогенно-трансформированного природного ландшафта, снижение биоразнообразия и т.д.).
Теоретически можно (с необходимой точностью и достоверностью) увеличивать количество подлежащих объективной количественной оценке аргументов (наблюдаемых компонентов), и получить при этом вес более подробную характеристику исследуемой случайной функции. Такая характеристика будет отражать объективную оценку влияния конкретной сопредельной территории на ПТК Якутии. Взаимосвязь и взаимообусловленность антропогенных процессов сопредельных территорий создает сложную эколого-интерференционную картину по направляющим векторам техногенных потоков, создающих устойчивое во времени их усиление в одних точках территориального пространства, и возможное ослабление в других.
Это обстоятельство имеет принципиальное значение для «экспортно-импортных» экологически негативных последствий смежных природно-территориальных образований, а именно – Якутии в окружении всех семи сопредельных территорий. При этом конкретный техногенный поток [LATEX_FORMULA]T_i(t)[/LATEX_FORMULA] не поступает на вход природно-территориальных комплексов Якутии в нормативно устойчивом виде, поскольку он, как правило, трансформирован сопутствующими возмущениями. В результате на вход рассматриваемой территории фактически воздействует не заданная функция [LATEX_FORMULA]T_i(t)[/LATEX_FORMULA], а некоторая случайная функция (трансформированного потока) [LATEX_FORMULA]T_i^*(t)[/LATEX_FORMULA]. Соответственно, природоохранная система Якутии вырабатывает в качестве своей защитной реакции структурную интегрированную функцию [LATEX_FORMULA]\Pi_i^*(t)[/LATEX_FORMULA], также отличающуюся от теоретической нормативно устойчивой (типичной для экологической защиты региона) реакции.
Решение задачи определения необходимой адекватной функции [LATEX_FORMULA]\Pi_i^*(t) \leftrightarrow T_i^*(t)[/LATEX_FORMULA], обеспечивающей защиту региона (Якутии), опирается на аппарат теории случайных функций с использованием исходной информации, достаточной по количественному и качественному составу конкретных техногенных потоков.
3. Заключение
Таким образом, оценка долговременного влияния антропогенных процессов в границах конкретных сопредельных территорий опирается на аппарат теории случайных функций, характеризующих мощность техногенного влияния между конкретными сопредельными территориями.